 |
Список используемых источников
|
|
|
|
Введение
Подъёмно-транспортные машины (сокр. ПТМ) — машины (устройства), предназначенные для перемещения грузов и людей в вертикальной, горизонтальной и наклонной плоскостях на относительно небольшие расстояния в пределах заводов, строительных площадок, портов, складов и т.п. ПТМ являются основным средством механизации подъёмно-транспортных и погрузочно-разгрузочных работ в промышленности, строительстве, на транспорте, в горном деле и в сельском хозяйстве.
Технологический расчет
1.1 Выбор каната и элементов крюковой подвески
По приведенной (заданной) схеме полиспаста определяют силу максимального натяжения каната:
(1.1)
где G – вес груза; Zк.б – число ветвей каната, навиваемых на барабан; uп – передаточное число (кратность) полиспаста; ηп – КПД полиспаста (таблица 1.1); ηн.бл – КПД направляющих (обводных) блоков.
Таблица 1.1 – КПД полиспаста
| Тип подшипников блоков полиспаста | Передаточное число (кратность) полиспаста, u п | ||||
| Скольжения (ηн.бл=0,96) | 0,98 | 0,96 | 0,94 | 0,92 | 0,90 |
| Качения (ηн.бл=0,98) | 0,99 | 0,98 | 0,97 | 0,96 | 0,95 |
(1.2)
Типоразмер каната выбирают преимущественно из условия:
(1.3)
где Fразр – разрывная сила каната (см. прил. П1); zр – коэффициент использования каната (коэффициент запаса прочности), минимальные значения которого приведены в табл. 1.2 в зависимости от группы классификации механизма по ИСО 4301/1. Здесь же дано примерное соответствие групп режимов установленных ИСО 4301/1, ГОСТ 25835–83 и правилами Госгортехнадзора РФ (ГГТН).
Выбираем канат типоразмера ЛК-Р исходя из условия (1.3), где zp=4.
Диаметр каната dk = 5,6 мм, разрывная сила Fразрыв ≥ 19,35 кН при расчетном пределе прочности проволок при растяжении, равном 1770 МПа. Условное обозначение каната:
|
|
|
Канат 4,1-Г-В-Н-Т-1770 ГОСТ 2688-80
По заданной грузоподъемности и группе режимов работы выбираем крюк №14(приложение П6.3)
Минимальную высоту гайки 3 (рис. 1.4) определяют из условия прочности резьбы на срез при [τ]≈0,6[σ]р:
(1.4)
где d1 – внутренний диаметр резьбы; k1 – отношение высоты опасного (расчетного) сечения витка резьбы к шагу S; для метрической резьбы k1 = 0,87; kн = 0,87
мм
Рисунок 1.1– К расчету элементов крюковой подвески
Выбираем стандартную крюковую подвеску по заданной грузоподъемности, кратности полиспаста и группе режимов работы(приложение П6.1)
Крюковая подвеска 2-5-336
1.2 Определение основных размеров блоков и барабанов
Минимальные диаметры барабанов D, блоков Dбл и уравнительных блоков Dур.бл, огибаемых стальными канатами, определяют по формулам:
(1.5)
где h1, h2, h3 – коэффициенты выбора диаметров соответственно барабана, блока и уравнительного блока; значения их приведены в табл. 1.2.
Рисунок 1.2 – Ручей блока
Таблица 1.2 – Коэффициенты выбора диаметров
С увеличением отношения D /dк долговечность каната возрастает, так как уменьшаются напряжения изгиба и контактные.
Полученный по формуле (1.6) диаметр барабана D следует округлить в большую сторону до значения из ряда: 160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900 и 1000 мм.
Глубину, раствор и радиус дна ручья определяем по формулам:
(1.6)
Значение шага навивки каната t принимают из приближенного соотношения (большее значение для малых диаметров каната):
(1.7)
t=(6,16...7,28) Принимаем t= 7 мм
Длину барабана определяют по формуле:
(1.8)
где lн – длина нарезки между осями крайних витков каната 1/2 барабана (при одинарном полиспасте для всего барабана);
(1.9)
мм
Рисунок 1.3 – Расчетная схема приводного барабана
|
|
|
Zк – число витков каната, навиваемых на барабан при подъеме груза на расчетную высоту подъема;
(1.10)
l1 – длина барабана, используемая для крепления каната;
(1.11)
l0 – расстояние от оси крайнего витка каната до края барабана;
(1.12)
Толщину стенки для чугунных барабанов (материал барабана СЧ18) предварительно определяют по эмпирическим формулам:
(1.13)
Выбранную толщину стенки проверяют на прочность при совместном действии изгибающего М и вращающего Т моментов:
(1.14)
М = Fmax*l2 = 4500*2*0,0056= 50,4 Нм
Т= Fmax*Dб/2=4500*0,16/2=360 Нм
При длине барабана lб < 3Dн наиболее опасной деформацией является сжатие стенок, поэтому проверку толщины обечайки барабана проводят на сжатие:
(1.15)
Определение диаметра оси барабана и выбор подшипников.
Рисунок 1.4 – Расчетная схема оси барабана
Нагрузка на опору В оси при использовании одинарного полиспаста определим по формуле (1.16):
(1.16)
Изгибающий момент, действующий в расчетном сечении определим по формуле (1.17)
Ми = Fmax*1.5dk (1.17)
Ми = 4500*1.5*0,0056 = 37,8 Нм
Диаметр оси в расчетных сечениях определяется по формуле
(1.18)
где Mи – изгибающий момент, действующий в расчетном сечении;
[σ]и – допускаемое напряжение.
1.3 Выбор привода
Максимальная статическая мощность, необходимая для подъема заданного груза определяется по формуле (1.19)
(1.19)
где ηпр = 0,80...0,85 – предварительное значение КПД механизма; G – вес номинального груза; v – скорость подъема груза.
Номинальная мощность двигателя определяется по формуле (1.20)
(1.20)
0,8*2= 1,6 кВт
Выбираем электродвигатель MTF 011-6, nдв = 800 об/мин
Выбор передаточного механизма
Передаточное число редуктора определяем по формуле (1.21)
(1.21)
где nдв, nб – частота вращения соответственно двигателя и барабана.
(1.22)
Выбор типоразмера редуктора производиться по прил. П3 из следующих условий.
1. Расчетный эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора:
где Тн – номинальный вращающий момент на тихоходном валу, приводится в прил. П3 или рассчитывается исходя из допускаемых значений мощности редуктора и частоты вращения его тихоходного вала.
В механизмах подъема ввиду относительной малости динамических нагрузок можно принимать расчетный эквивалентный момент приблизительно равным статическому:
|
|
|
Тэ= Кд * Тmax (1.23)
где Кд – коэффициент долговечности, принимаемый в предварительных расчетах равным 0,5; Тmax – наибольший статический момент на валу барабана механизма подъема;
(1.24)
Dн – диаметр барабана; Zк.б – число ветвей каната, идущих к барабану от полиспаста; 0,98 – КПД барабана.
Тэ= 204*0.5 = 12 Нм
2. Передаточное число редуктора uр не должно отличаться от требуемого передаточного числа uр.тр более чем на 15 %:
(1.15)
Выбираем редуктор ЦУ-100-6,3-12У2
1.4. Выбор тормоза
Выбор производиться из условия, что номинальный тормозной момент выбранного тормоза Тт.н больше расчетного Тт.р, т.е.:
(1.16)
Расчетный тормозной момент:
(1.17)
где КТ – коэффициент запаса торможения.
Тст – статический вращающий момент при торможении груза;
(1.18)
где uмех – полное передаточное число механизма, включая передаточное число полиспаста; η – КПД механизма.
выбираем автоматический нормально замкнутый тормоз с электромеханическим тормозом типа ЭМТ-2-200 с Ттн = 0,2 кНм
2.1.5 1.5 Проверка электродвигателя на пусковые нагрузки
Определение продолжительности периода разгона. Наибольшее время разгона на подъем определяется по приближенной формуле (1.19)
(1.19)
где nДВ – частота вращения двигателя, мин-1; 
– общий маховый момент механизма с грузом, кг⋅м2; 
– средний пусковой момент двигателя, Н⋅м; Тст.р – момент статических сопротивлений при подъеме, приведенный к валу двигателя, Н⋅м.
Для механизмов обычного типа можно принимать:
Значения определяют по формуле (1.20)
(1.20)
где Тн = РДВ / ωДВ – номинальный момент двигателя, Н⋅м; ψП – кратность среднего пускового момента электродвигателя
=1,5 (для MTF)
Тн = 
Статический момент при разгоне определяется по формуле (1.21)
(1.21)
где G – вес груза, Н; DН – диаметр барабана по оси навиваемого каната, м; uМЕХ и ηМЕХ – соответственно передаточное число и КПД всего механизма подъема.
(1.22)
Допустимое время разгона обычно принимают [tП] = 1…2 c.
|
|
|
Проверка времени торможения
Время торможения определяется по формуле
(1.23)
Момент от веса груза на тормозном валу ТСТ.Т при торможении отличается от момента при пуске ТСТ.Р, поскольку потери в механизме уменьшают работу, совершаемую тормозом при остановке груза и механизма.
Заключение
В ходе выполнения расчетно-графической работе продемонстрировал умения творчески применять накопленные знания при решении конкретной инженерной задачи – проектный расчет механизма подъема. Объектом расчета является механизм подъема грузоподъемных устройств, используемых в технологическом процессе машиностроительного производства.
Список используемых источников
1 Методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Проектирование и эксплуатация подъемно-транспортного оборудования» для студентов, обучающихся по направлению подготовки (специальности) 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», профилю подготовки 151900.62 «Технология машиностроения»: методические указания / Сост. В.П. Славненко. – Кумертау, 2014. – 64 с.
2 Иванченко, Ф.К. Конструкция и расчет подъемно-транспортных машин. 2-е изд., перераб. и доп./ Ф.К. Иванченко. –К.: Высшая школа. 1988. – 424 с.
3 Кузьмин, А.В. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин./ А.В. Кузьмин, Ф.Л. Марон. –Минск.: Высшая школа. 1982. – 345 с.
|
|
|
